JPH0359465A - Waveform input device - Google Patents
Waveform input deviceInfo
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、波形取り込み装置、特にデジタルオシロスコ
ープ等において信号を繰り返し取り込むための波形取り
込み装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a waveform capture device, and particularly to a waveform capture device for repeatedly capturing signals in a digital oscilloscope or the like.
従来の技術
デジタルオシロスコープにおいては、例えば特開昭59
−34164号公報に記載されているように、入力信号
を前置増幅器において所望の値に増幅した後、サンプル
ホールド回路に与え、クロック発生器に発生させたサン
プリングクロックによってサンプルホールドする。そし
てこのホールド値を高速アナログメモリに記憶する。Regarding conventional digital oscilloscopes, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 59
As described in Japanese Patent No. 34164, an input signal is amplified to a desired value in a preamplifier and then applied to a sample and hold circuit, where it is sampled and held using a sampling clock generated by a clock generator. This hold value is then stored in high speed analog memory.
一方、前置増幅器から分岐した信号は、トリガ認識回路
に加えられでトリガ信号を出力する。トリガ信号は、プ
リセッタブルカウンタに与えられ、クロック信号ととも
に前記高速アナログメモリを制御する。そしてこのアナ
ログメモリに蓄積されたデータを表示や演算のための波
形メモリに転送する際に、前記トリガ信号の前縁と次の
サンプリングクロックの前縁とを使用してこれら前縁間
の時間差を測定して得た値を基に、トリガ時刻とサンプ
リング時刻が正しい位置関係を保つように並べ替える。On the other hand, the signal branched from the preamplifier is applied to a trigger recognition circuit to output a trigger signal. A trigger signal is applied to a presettable counter and, together with a clock signal, controls the high speed analog memory. When transferring the data stored in this analog memory to the waveform memory for display or calculation, the leading edge of the trigger signal and the leading edge of the next sampling clock are used to calculate the time difference between these leading edges. Based on the measured values, the trigger time and sampling time are rearranged to maintain the correct positional relationship.
これによりジッタの少ない表示が得られるほか、このよ
うな動作をサンプリングに際し繰り返し行わせることに
より、ナイキスト周波数を越える入力周波数に対しても
等価サンプリングの手法により波形を正しく捉えること
ができる。This allows display with less jitter to be obtained, and by repeating this operation during sampling, it is possible to accurately capture waveforms even for input frequencies exceeding the Nyquist frequency using the equivalent sampling method.
第7図には上記従来例に用いられる時間差測定回路の一
例が示されている。第7図において、130は第1のフ
リップフロップ、1−31は第2のフリップフロップ、
132はアンドゲート、134は定電流源、135は第
1のスイッチ、136は第2のスイッチ、137はコン
デンサ、138はボルテージフォロワー 139はA/
D (アナログ/デジタル)変換器、140はMPU
(マイクロプロセッサユニット)、141は制御部であ
る。FIG. 7 shows an example of a time difference measuring circuit used in the conventional example. In FIG. 7, 130 is a first flip-flop, 1-31 is a second flip-flop,
132 is an AND gate, 134 is a constant current source, 135 is a first switch, 136 is a second switch, 137 is a capacitor, 138 is a voltage follower, 139 is an A/
D (analog/digital) converter, 140 is MPU
(Microprocessor unit), 141 is a control section.
この従来例の動作を第8図のタイムチャートを参照しな
がら説明する。第1のフリップフロップ130のCK端
子にはトリガ信号を与え、第2のフリップフロップ13
1のCK端子にはクロック信号を与える。そして制御部
141から与えられたクリア信号の解除により第2のス
イッチ136がオフし、コンデンサ137を充電可能状
態とした後、トリガ信号によりトリガ認識信号を第1フ
リツプフロツプ130のQ端子からアンドゲート132
へ入力する。このときのタイミングは第8図の(150
)から(153)に示されている。The operation of this conventional example will be explained with reference to the time chart of FIG. A trigger signal is applied to the CK terminal of the first flip-flop 130, and the second flip-flop 13
A clock signal is given to the CK terminal of 1. Then, the second switch 136 is turned off by canceling the clear signal given from the control section 141 and the capacitor 137 is made ready for charging.Then, the trigger recognition signal is transmitted from the Q terminal of the first flip-flop 130 to the AND gate 132.
Enter. The timing at this time is (150
) to (153).
次にアンドゲート132の出力により第1のスイッチ1
35をオンし、定電流源134の電流により第1のスイ
ッチ135を介してコンデンサ137を充電する。この
際、定電流源134の定電流値を11コンデンサ137
の容量値をC1第1のスイッチ135の導通時間をT1
コンデンサ137の両端に現れる電圧をVとすると、v
−T・1/C(但し、コンデンサ137の初期電荷は0
とする。)で与えられる。これはC1Iが一定ならば■
はTに比例した値となることを示している。そして上記
トリガ認識信号を第2のフリ、ツブフロップ131のD
端子に与えてデータ入力の受付可能状態とする。したが
って、トリガ認識後、最初のクロック信号の前縁により
第2のフリ・ツブフロップ131の百出力が反転し、第
1のスイッチ135がオフする。すなわちトリガ信号に
よって第1のフリップフロップ130のQ出力が反転後
、クロック信号によって第2のフリップフロップ131
の百出力が反転するまでが、コンデンサ137を充電す
る時間T1すなわちジッタを除去するために補正すべき
時間となる。したがって、コンデンサ137の充電電圧
Vをボルテージフォロワー138を介してA/D変換器
139へ与え、第1のスイッチ135がオフした後、こ
の値をデジタル変換した出力を得、この出力をMPU1
40により適宜演算処理を施してジッタ量を出力する。Next, the output of the AND gate 132 causes the first switch 1
35 is turned on, and the capacitor 137 is charged by the current of the constant current source 134 via the first switch 135. At this time, the constant current value of the constant current source 134 is
The capacitance value of C1 is the conduction time of the first switch 135 is T1
If the voltage appearing across the capacitor 137 is V, then v
-T・1/C (However, the initial charge of capacitor 137 is 0
shall be. ) is given by If C1I is constant, this is ■
indicates that the value is proportional to T. Then, the trigger recognition signal is transferred to the D of the second flip-flop 131.
It is applied to the terminal to make it ready for data input. Therefore, after the trigger is recognized, the leading edge of the first clock signal inverts the output of the second flip-flop 131 and turns off the first switch 135. That is, after the Q output of the first flip-flop 130 is inverted by the trigger signal, the Q output of the second flip-flop 131 is inverted by the clock signal.
The time until the 100 output is inverted is the time T1 for charging the capacitor 137, that is, the time to be corrected to remove jitter. Therefore, the charging voltage V of the capacitor 137 is applied to the A/D converter 139 via the voltage follower 138, and after the first switch 135 is turned off, an output is obtained by digitally converting this value, and this output is sent to the MPU 1.
40 performs appropriate arithmetic processing and outputs the jitter amount.
この様子を第8図の(154)から(157)に示す。This situation is shown in (154) to (157) in FIG.
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記従来の時間差測定回路では、構成す
る素子のばらつきや温度変化による応答時間の変化等に
よりジッタ測定量が変動したり、正確に動作させるため
には調整を必要とするという問題があった。また、第7
図に示すような回路においては、第2のフリップフロッ
プ131のD入力(トリガ認識出力)とCK大入力クロ
ック信号)とがほぼ同時に印加されて、このフリップフ
ロップ131の出力が不安定な状態(メタステーブル状
態)になる場合があり、このような場合にはジッタ量が
正確に得られないという問題があった。Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional time difference measuring circuit described above, the amount of jitter measured fluctuates due to variations in the constituent elements, changes in response time due to temperature changes, etc., and adjustment is required for accurate operation. There was a problem. Also, the seventh
In the circuit shown in the figure, the D input (trigger recognition output) and the CK large input clock signal of the second flip-flop 131 are applied almost simultaneously, and the output of this flip-flop 131 is in an unstable state ( metastable state), and in such cases, there is a problem in that the amount of jitter cannot be accurately obtained.
本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
ジッタ量の誤測定を防止できるとともに正確なジッタ量
が得られる優れた波形取り込み装置を提供することにあ
る。The present invention solves these conventional problems,
It is an object of the present invention to provide an excellent waveform capture device that can prevent erroneous measurements of the amount of jitter and obtain accurate amounts of jitter.
課題を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するために、波形取り込み装置
に、トリガ信号の前縁とその次の次に発生したクロック
信号の前縁間の時間およびクロッり信号1周期分の時間
およびクロック信号2周期分の時間から前記トリガ信号
前縁とその直前のクロック信号前縁間に相当する時間を
求める時間差測定回路を備えたものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a waveform capture device with information on the time between the leading edge of a trigger signal and the leading edge of the next generated clock signal and one period of the clock signal. The present invention is equipped with a time difference measuring circuit that calculates the time corresponding to the leading edge of the trigger signal and the leading edge of the clock signal immediately before it from the time of 1 minute and the time of 2 cycles of the clock signal.
作用
したがって本発明によれば、時間差測定回路によりトリ
ガ信号の前縁とその後に発生するクロック信号の次の次
の前縁との時間差を測定することによりフリップフロッ
プの不安定な状態に起因するジッタ量の誤測定を防止す
ることができ、また、最大ジッタ量と最小ジッタ量とを
トリガジッタ量を測定する度毎に測定し、これら三つの
ジッタ量を用いて適切な演算を行うことによって、温度
等の影響による測定値の変動を相殺して正確なジッタ量
を得、もってジッタ量の少ない波形取り込み装置を実現
することができる。According to the present invention, the jitter caused by the unstable state of the flip-flop is detected by measuring the time difference between the leading edge of the trigger signal and the next leading edge of the clock signal that occurs thereafter using a time difference measuring circuit. In addition, by measuring the maximum jitter amount and minimum jitter amount each time the trigger jitter amount is measured, and performing appropriate calculations using these three jitter amounts, temperature It is possible to obtain an accurate amount of jitter by canceling out fluctuations in measured values due to the effects of factors such as the above, thereby realizing a waveform capture device with a small amount of jitter.
実施例
第1図は、本発明の一実施例の構成を示す概略ブロック
図である。第1図において、1は周期的アナログ入力信
号を所望のレベルに増幅する前置増幅器、2はサンプル
ホールドであり、前置増幅器1の出力信号をクロック信
号に同期してサンプルホールドするものである。3はA
/D変換器、4はA/D変換器3の出力データをアドレ
ス信号によって高速で一次的に記憶し、低速で出力する
第1メモリである高速メモリ、5は高速メモリ4の出力
信号およびその他の装置内の信号を記憶する第2メモリ
である主メモリ、6はCRTデイスプレィ等の表示装置
である。7はトリガ判定回路であり、前置増幅器1で増
幅された信号の一部を入力し、操作者によって設定され
た基準レベルを越えているか否かを判定するものである
。8はトリガ信号によりカウント開始、終了を行うアド
レスカウンタ、9はクロック信号を分周してアドレスカ
ウンタ8に出力するクロック分周器である。Embodiment FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In Fig. 1, 1 is a preamplifier that amplifies a periodic analog input signal to a desired level, and 2 is a sample hold, which samples and holds the output signal of preamplifier 1 in synchronization with a clock signal. . 3 is A
/D converter, 4 is a high-speed memory which is a first memory that temporarily stores the output data of the A/D converter 3 at high speed according to the address signal and outputs it at low speed; 5 is the output signal of the high-speed memory 4 and others; A main memory is a second memory for storing signals in the device, and 6 is a display device such as a CRT display. Reference numeral 7 denotes a trigger determination circuit which receives a portion of the signal amplified by the preamplifier 1 and determines whether or not the signal exceeds a reference level set by the operator. 8 is an address counter that starts and ends counting in response to a trigger signal, and 9 is a clock frequency divider that divides the frequency of a clock signal and outputs it to the address counter 8.
IOはトリガ信号とクロック信号との時間差を測定する
時間差測定回路であり、11は装置内にサンプリングク
ロック信号を出力するクロック発生器である。12はM
PU (マイクロプロセッサユニット)、13はRAM
(ランダムアクセスメモリ)、14はROM (リー
ドオンリーメモリ)、15はl10(入出力制御装置)
であり、それぞれパスライン16によってデータ信号の
授受を行うものである。IO is a time difference measuring circuit that measures the time difference between the trigger signal and the clock signal, and 11 is a clock generator that outputs a sampling clock signal into the device. 12 is M
PU (microprocessor unit), 13 is RAM
(random access memory), 14 is ROM (read only memory), 15 is l10 (input/output control device)
and transmit and receive data signals through the path lines 16, respectively.
次に上記実施例の動作について説明する。第1図におい
て、クロック発生器11は、水晶振動子等により周期の
安定したクロック信号を得、これをサンプルホールド2
、A/D変換器3、クロック分周器9および時間差判定
回路10に印加する。また、クロック分周器9により任
意の所定周期に分周されたクロック信号は、アドレスカ
ウンタ8に印加され、所定のアドレスを発生して高速メ
モリ4に与えられる。入力信号は前置増幅器1を経てサ
ンプルホールド2に印加され、クロック発生器11から
発生したクロック信号によりサンプリングされ、直ちに
A/D変換器3によりデジタルデータに変換されて高速
メモリ4に蓄えられる。入力信号はまた、前置増幅器1
からトリガ判定回路7に印加され、従来からのオシロス
コープのトリガ回路と同様に、任意に設定された基準レ
ベルのトリガ電圧と比較されてトリガ信号を発生する。Next, the operation of the above embodiment will be explained. In FIG. 1, a clock generator 11 obtains a clock signal with a stable period using a crystal oscillator or the like, and samples and holds this clock signal using a sample hold 2.
, the A/D converter 3, the clock frequency divider 9, and the time difference determination circuit 10. The clock signal frequency-divided by the clock frequency divider 9 to an arbitrary predetermined period is applied to the address counter 8 to generate a predetermined address, which is then applied to the high-speed memory 4. The input signal is applied to a sample hold 2 via a preamplifier 1, sampled by a clock signal generated from a clock generator 11, immediately converted to digital data by an A/D converter 3, and stored in a high speed memory 4. The input signal is also input to preamplifier 1
The voltage is applied to the trigger determination circuit 7, and similarly to the conventional trigger circuit of an oscilloscope, the voltage is compared with an arbitrarily set reference level trigger voltage to generate a trigger signal.
このトリガ信号はアドレスカウンタ8に印加され、アド
レスカウンタ8は所定の設定に基づき、高速メモリ4に
必要とされるアドレスを次々と発生し、A/D変換器3
からのデータを高速メモリ4に取り込ませる。アドレス
カウンタ8は同時に高速メモリ4に取り込まれるべきデ
ータ数をカウントし、所定の数に達したならば高速メモ
リ4にデータの取り込みを停止させて入力信号の波形デ
ータを維持させ、次いで取り込み終了信号を発生してバ
ス16を介してMPU12へ取り込み終了の割り込み信
号を送る。なお、アドレスカウンタ8は従来からのブリ
トリガおよびポストトリガ動作をさせることができる。This trigger signal is applied to the address counter 8, and the address counter 8 successively generates the addresses required for the high-speed memory 4 based on predetermined settings.
The data from is loaded into the high-speed memory 4. The address counter 8 simultaneously counts the number of data to be loaded into the high-speed memory 4, and when it reaches a predetermined number, the high-speed memory 4 stops loading data to maintain the waveform data of the input signal, and then sends a loading end signal. is generated and sends an interrupt signal indicating the end of loading to the MPU 12 via the bus 16. Note that the address counter 8 can perform conventional pre-trigger and post-trigger operations.
パス16には、上記のほかにMPU12が一連の演算動
作を行うための命令(プログラム)を書き込んであるR
OM14、演算数値や情報の蓄積を行なうRAM13、
波形データの蓄積や演算データを記憶するための主メモ
リ5、波形データや各種情報を表示するための表示装置
6、操作パネルや外部機器との接続のためのl1015
等か接続されている。表示装置6は、従来からのCRT
を利用したベクトル走査式やラスク走査式の表示装置、
またはドツトマトリクスを利用した液晶表示器やプラズ
マ表示器等のいずれでもよい。l1015は、装置を操
作するためのキーボードや回転式エンコーダを使用した
パネルや外部機器とのインタフェース等を含み、装置の
設定をMPU12に伝える。MPU12は、ROM14
に格納されたプログラムにより各回路ブロックを制御す
る。なお、第1図には詳細な制御線が省略しである。In addition to the above, instructions (programs) for the MPU 12 to perform a series of arithmetic operations are written in the path 16.
OM14, RAM13 for storing calculated values and information;
A main memory 5 for storing waveform data and calculation data, a display device 6 for displaying waveform data and various information, and an l1015 for connection with an operation panel and external equipment.
etc. or connected. The display device 6 is a conventional CRT.
vector scanning and rask scanning display devices that utilize
Alternatively, it may be a liquid crystal display or a plasma display using a dot matrix. The l1015 includes a keyboard for operating the device, a panel using a rotary encoder, an interface with external equipment, etc., and transmits device settings to the MPU 12. MPU12 is ROM14
Each circuit block is controlled by a program stored in the controller. Note that detailed control lines are omitted in FIG. 1.
トリガ判定回路7からのトリガ信号は時間差判定回路1
0にクロック信号とともに印加され、トリガ信号の前縁
とクロック信号の前縁との時間差が測定される。アドレ
スカウンタ8からの波形取り込み終了の割り込み信号を
受けたMPU12は、時間差判定回路10の測定結果を
基に高速メモリ4に取り込まれた波形データがトリガ信
号を基準にして正しい時間関係を保ちながら主メモリ5
に並べ替えられて格納されるように、アドレス信号また
はアドレス制御信号を各取り込みサイクル毎に発生して
高速メモリ4からの波形データを主メモリ5に転送し、
格納する。主メモリ5に格納されたデータは表示装置6
によって表示される。The trigger signal from the trigger determination circuit 7 is sent to the time difference determination circuit 1.
0 along with a clock signal and the time difference between the leading edge of the trigger signal and the leading edge of the clock signal is measured. Upon receiving the interrupt signal from the address counter 8 indicating the end of waveform capture, the MPU 12 determines whether the waveform data captured in the high-speed memory 4 is stored in the main memory while maintaining the correct time relationship based on the trigger signal based on the measurement result of the time difference determination circuit 10. memory 5
generating an address signal or an address control signal for each acquisition cycle to transfer the waveform data from the high speed memory 4 to the main memory 5 so that the waveform data is sorted and stored in the main memory 5;
Store. The data stored in the main memory 5 is displayed on the display device 6
displayed by.
次に、時間差判定回路10の詳細について第2図を参照
して説明する。第2図において、21.22は抵抗、2
3.27.28.29.30はコンデンサ24の充放電
を制御するトランジスタ、25はコンデンサ24に充電
された電荷を転送するFET(電界効果トランジスタ)
、26はコンデンサ24の充電流の乱れを改善するショ
ットキー接合形のダイオード、31.32.33は定電
流源、40.41はバッファ、42は異なる時間差出力
を得るためのデータセレクタ、43.44.45はNO
Rゲート、46はANDゲート、47.48.49.5
0は縦続接続されたフリップフロップ、51は制御回路
、52は増幅器、53はA/D変換器、54.55.5
6はレジスタ、57はMPU(マイクロプロセッサユニ
ット)システムである。Next, details of the time difference determination circuit 10 will be explained with reference to FIG. 2. In Figure 2, 21.22 is the resistance, 2
3.27.28.29.30 is a transistor that controls charging and discharging of the capacitor 24, and 25 is a FET (field effect transistor) that transfers the charge charged to the capacitor 24.
, 26 is a Schottky junction diode for improving the disturbance in the charging flow of the capacitor 24, 31.32.33 is a constant current source, 40.41 is a buffer, 42 is a data selector for obtaining different time difference outputs, 43. 44.45 is NO
R gate, 46 is AND gate, 47.48.49.5
0 is a cascade-connected flip-flop, 51 is a control circuit, 52 is an amplifier, 53 is an A/D converter, 54.55.5
6 is a register, and 57 is an MPU (microprocessor unit) system.
次に、この時間差判定回路10の動作を説明する。フリ
ップフロップ47〜50は初期状態においてクリアされ
ている。また、フリップフロップ47のS端子はLレベ
ルになっている。このとき、フリップフロップ47〜5
0のQ出力はLレベルであり、またフリップフロップ4
7の反転出力頁はHレベルなので、トランジスタ28は
オン、トランジスタ23もオンとなって、コンデンサ2
4の両端は短絡され、コンデンサ24の電荷は放電して
いる。またこのときのNORゲート43〜45の出力は
いずれもLレベルであり、データセレクタ42の設定如
何にかかわらず、トランジスタ29はオフ、トランジス
タ30はオンになっている。Next, the operation of this time difference determination circuit 10 will be explained. Flip-flops 47-50 are cleared in the initial state. Further, the S terminal of the flip-flop 47 is at L level. At this time, flip-flops 47 to 5
0's Q output is L level, and flip-flop 4
Since the inverted output page 7 is at H level, the transistor 28 is on, the transistor 23 is also on, and the capacitor 2
Both ends of the capacitor 24 are short-circuited, and the charge in the capacitor 24 is discharged. Also, at this time, the outputs of the NOR gates 43 to 45 are all at L level, and regardless of the setting of the data selector 42, the transistor 29 is off and the transistor 30 is on.
トリガジッタ測定時にはデータセレクタ42はNORゲ
ート43に接続されるように設定され、まずANDNO
ゲートがイネーブルとなった後クリアが解除され、トリ
ガ信号が印加されるとフリップフロップ47のQ出力が
Hレベル、回出力がLレベルになり、トランジスタ28
.23がオフとなってコンデンサ24が充電可能となる
。すると、NORゲート43の出力がHレベルになるの
で、トランジスタ29がオン、トランジスタ30がオフ
となり、定電流源32で設定された電流がコンデンサ2
4に流れ、充電を開始する。この時刻を、第3図に示す
ように【0とする。また、フリップフロップ47のQ出
力がHレベルとなると、フリップフロップ48のCK端
子に印加されたトリガ信号の発生時刻の後の最初のクロ
ック信号前縁によってフリップフロップ48のQ出力が
Hレベルとなる。さらに、これがフリップフロップ49
に伝達され、次のクロック信号前縁によってフリップフ
ロップ49がセットされ、フリップフロップ49のQ出
力がHレベルとなる。すると今度は、NORゲート43
の出力がLレベルとなり、トランジスタ29.30の状
態は再び反転し、コンデンサ24には電流が流れなくな
り、コンデンサ24はそれまでの電荷を保持する。この
時刻をitとすると、tlから(0を引いた時間toに
比例した電圧Vlがコンデンサ24の両端に保持される
ことになる。このとき、ダイオード26はトランジスタ
29のスイッチングに起因するコンデンサ24の充電流
の過度の乱れを改善する。When measuring trigger jitter, the data selector 42 is set to be connected to the NOR gate 43, and first the ANDNO
After the gate is enabled, clearing is released and a trigger signal is applied, the Q output of the flip-flop 47 goes to H level, the output goes to L level, and the transistor 28
.. 23 is turned off, and the capacitor 24 can be charged. Then, the output of the NOR gate 43 becomes H level, so the transistor 29 is turned on, the transistor 30 is turned off, and the current set by the constant current source 32 is transferred to the capacitor 2.
4 and start charging. This time is set to 0 as shown in FIG. Further, when the Q output of the flip-flop 47 becomes H level, the Q output of the flip-flop 48 becomes H level by the first leading edge of the clock signal after the generation time of the trigger signal applied to the CK terminal of the flip-flop 48. . Furthermore, this is flip-flop 49
The leading edge of the next clock signal sets the flip-flop 49, and the Q output of the flip-flop 49 becomes H level. Then, this time, NOR gate 43
The output becomes L level, the states of the transistors 29 and 30 are reversed again, current no longer flows through the capacitor 24, and the capacitor 24 retains the charge up to that point. Assuming that this time is it, a voltage Vl proportional to the time to obtained by subtracting (0 from tl) is held across the capacitor 24. At this time, the diode 26 Improves excessive disturbance of charging flow.
さて、コンデンサ24の充電停止は、制御回路51に伝
えられ、コンデンサ24の保持電圧■はFET25から
増幅器52へ送られ、増幅器52で増幅された後、A/
D変換器53によって直ちにデジタルデータ(この例で
は8bit)に変換されて、レジスタ54に記憶される
。この一連のタイムチャートを第3図の(81)から(
94)に示す。Now, the stoppage of charging of the capacitor 24 is transmitted to the control circuit 51, and the holding voltage of the capacitor 24 is sent from the FET 25 to the amplifier 52, and after being amplified by the amplifier 52, the A/
It is immediately converted into digital data (8 bits in this example) by the D converter 53 and stored in the register 54. This series of time charts is shown from (81) in Figure 3 to (
94).
次に、Vlの測定が終了すると、直ちに校正のための動
作に移る。すなわち、ANDゲート46をディスエーブ
ルにしてトリガ入力を禁止し、データセレクタ42をN
ORゲート45側に切り替え、フリップフロップ47〜
50を全てクリアする。次に、フリップフロップ47の
S入力をHレベルにしてQ出力をHレベルにする。する
と、クロック信号によりフリップフロップ48および4
9が順番に励起され、NORゲート45の出力には、第
4図に示すようにクロック信号の1周期分に相当する時
間幅i20の正パルスが発生し、この時間幅j20に相
当する電圧V2がコンデンサ24に保持される。この電
圧■2は、トランジスタ29が反転した後、FET25
から増幅器52を通ってA/D変換器53でA/D変換
され、クロック1周期分の時間データとしてレジスタ5
5に記憶される。Next, when the measurement of Vl is completed, the operation for calibration is immediately started. That is, the AND gate 46 is disabled to prohibit trigger input, and the data selector 42 is set to N.
Switch to OR gate 45 side, flip-flop 47~
Clear all 50. Next, the S input of the flip-flop 47 is set to H level, and the Q output is set to H level. Then, the clock signal causes flip-flops 48 and 4 to
9 are excited in sequence, and a positive pulse with a time width i20 corresponding to one cycle of the clock signal is generated at the output of the NOR gate 45 as shown in FIG. 4, and a voltage V2 corresponding to this time width j20 is generated. is held in the capacitor 24. This voltage 2 is applied to the FET 25 after the transistor 29 is inverted.
It passes through an amplifier 52, is A/D converted by an A/D converter 53, and is stored in a register 5 as time data for one clock cycle.
5 is stored.
さらに今度は、データセレクタ42をNORゲート44
側に切り替え、フリップフロップ47〜50を全てクリ
アし、同様の動作を行わせる。Furthermore, this time, the data selector 42 is changed to the NOR gate 44.
switch to the side, clear all flip-flops 47 to 50, and perform the same operation.
すると、フリップフロップ48〜50によって、第4図
に示すようにクロック2周期分に相当する時間幅j3o
のパルスがNORゲート44の出力に得られる。そして
、この出力パルス幅t30に相当する電圧vjをコンデ
ンサ24に得、これをA/D変換してクロック2周期分
の時間データとじてレジスタ56に記憶する。以上の一
連のタイムチャートが第4図の(101)から(116
)までに示されている。Then, the flip-flops 48 to 50 generate a time width j3o corresponding to two clock cycles, as shown in FIG.
pulses are available at the output of NOR gate 44. Then, a voltage vj corresponding to this output pulse width t30 is obtained in the capacitor 24, A/D converted, and stored in the register 56 as time data for two clock cycles. The above series of time charts are shown from (101) to (116) in Figure 4.
) are shown up to.
ここで、v2はクロック1周期分の時間に相当する電圧
、V3はクロック2周期分の時間に相当する電圧、Vl
はトリガ信号の前縁と次の次のクロック信号の前縁との
間の時間に相当する電圧で■2とv3の間め値となる。Here, v2 is a voltage corresponding to one clock cycle, V3 is a voltage corresponding to two clock cycles, and Vl
is a voltage corresponding to the time between the leading edge of the trigger signal and the leading edge of the next next clock signal, and has a value between v2 and v3.
しかしながら、これらの電圧値は、回路を槽底する素子
のばらつきや温度変化、経年変化、調整ずれ等により値
が初期的およびまたは経時的に変化し、オフセット量や
充電時間に比例した誤差電圧を含んでいる。However, these voltage values change initially and/or over time due to variations in the elements that make up the circuit, temperature changes, changes over time, adjustment errors, etc., and an error voltage proportional to the amount of offset and charging time is generated. Contains.
従来例で説明したように、充電電圧VはV=T・Ilo
として表されるが、ここでIloをKと置き、Kの誤差
量をα、オフセット量をβとすれば、誤差を含む充電電
圧V°はV’=T・ (K十α)十βと表される。した
がって、Vl、V2およびv3もそれぞれに誤差を含み
得ることになるが、VIV2および■3は、きわめて短
時間の間に連続して測定されるので、前記αおよびβは
一連の測定サイクル中においては一定と見なすことがで
きる。したがって、電圧Vl、V2 、V3をそれぞれ
レジスタ54.55.56から呼び出し、MPUシステ
ム57により次の計算をすることによって誤差を打ち消
すことができる。As explained in the conventional example, the charging voltage V is V=T・Ilo
However, if Ilo is set to K, the error amount of K is α, and the offset amount is β, then the charging voltage V° including the error is V'=T・(K+α)+β. expressed. Therefore, Vl, V2, and v3 may each contain errors, but since VIV2 and ■3 are measured continuously over a very short period of time, α and β are can be considered constant. Therefore, the error can be canceled by reading the voltages V1, V2, and V3 from the registers 54, 55, and 56, respectively, and performing the following calculations by the MPU system 57.
VJ= (V3−Vl )/ (V3−V= )ここで
VJはクロック周期当たりのトリガ信号前縁とその直前
のクロック信号前縁との間に相当する時間であり、この
値にクロック周期を乗することにより実際の時間差を求
めることができる。VJ= (V3-Vl)/(V3-V=) where VJ is the time corresponding to the leading edge of the trigger signal per clock period and the leading edge of the immediately preceding clock signal, and the clock period is added to this value. The actual time difference can be found by multiplying by
上記実施例によれば、トリガ信号とクロック信号との時
間差を測定する度毎に一連の動作を行うため、精密な調
整や温度補正回路等を付加することなく周囲の温度変化
に対しても安定で正確な時間差を求めることができ、も
ってジッタの少ない波形取り込み装置を実現することが
できる。なお、第2図におけるMPUシステム57は、
第1図に示すMPU12と兼用させても同様な効果を得
ることができる。さらに、レジスタ54〜56、制御回
路51等の機能をMPUシステム57内において行うこ
ともできる。そのほか、フリップフロップ48とフリッ
プフロップ49の間に新たにフリップフロップを追加し
ても同様な効果を得ることができる。According to the above embodiment, a series of operations is performed every time the time difference between the trigger signal and the clock signal is measured, so it is stable against changes in ambient temperature without requiring precise adjustment or adding a temperature correction circuit. It is possible to obtain an accurate time difference, thereby realizing a waveform capture device with less jitter. Note that the MPU system 57 in FIG.
A similar effect can be obtained even if it is used also as the MPU 12 shown in FIG. Furthermore, the functions of the registers 54 to 56, the control circuit 51, etc. can also be performed within the MPU system 57. In addition, the same effect can be obtained by adding a new flip-flop between the flip-flop 48 and the flip-flop 49.
第5図には本発明の別の実施例の要部が示されている。FIG. 5 shows the main parts of another embodiment of the invention.
この実施例においては、第2図に示す実施例のA/D変
換器53、レジスタ54.55.56、MPUシステム
57の部分にD/A変換器61および62を付加し、そ
れぞれの出力をA/D変換器53のレファレンス端子に
接続したものである。この実施例においては、前述のク
ロック1周期分の電圧■2 もしくはこれより若干高い
電圧をD/A変換器62からA/D変換器53のレファ
レンス端子に、クロック2周期分の電圧V3 もしくは
これより若干低い電圧をD/A変換器61から+レファ
レンス端子に、ある測定サイクルの1回前のサイクルで
得た電圧を基にして与えることにより、常にA/D変換
器53の分解能を最大限に利用することができる。なお
、この実施例では+および一しフエレンス端子を使用し
たが、第6図に示すように、A/D変換器53のタイプ
によってはD/A変換器61.62の出力をゲインとオ
フセットに変換して与えても同様な効果を得ることがで
きる。これらの値はMPUシステム57によって容易に
変換して与えることができる。In this embodiment, D/A converters 61 and 62 are added to the A/D converter 53, registers 54, 55, 56, and MPU system 57 of the embodiment shown in FIG. It is connected to the reference terminal of the A/D converter 53. In this embodiment, the aforementioned voltage V2 corresponding to one clock cycle or a slightly higher voltage is transferred from the D/A converter 62 to the reference terminal of the A/D converter 53, and the voltage V3 corresponding to two clock cycles or this voltage is transferred from the D/A converter 62 to the reference terminal of the A/D converter 53. By applying a slightly lower voltage from the D/A converter 61 to the + reference terminal based on the voltage obtained in the previous cycle of a certain measurement cycle, the resolution of the A/D converter 53 can always be maximized. It can be used for. In this embodiment, + and - sense terminals were used, but as shown in FIG. You can get the same effect by converting it. These values can be easily converted and provided by the MPU system 57.
発明の効果
本発明は上記実施例から明らかなように、トリガ信号発
生時刻から2番目に発生するクロック信号の前縁を利用
してトリガ信号とクロック信号との時間差を求めるとと
もに、測定の度毎にクロック1周期分の時間差とクロッ
ク2周期分の時間差とを求め、これらの時間差からトリ
ガ信号とクロック信号間の正確な時間差を演算により求
めるので、ジッタの少ない信号を取り込むことのできる
。また、ジッタ測定の度毎に校正動作をしているので、
無調整で正確なジッタ量の測定ができ、もってジッタの
少ない安定な波形表示および波形測定の可能なデジタル
オシロスコープ等を実現することができる。Effects of the Invention As is clear from the above embodiments, the present invention utilizes the leading edge of the clock signal that occurs second from the trigger signal generation time to determine the time difference between the trigger signal and the clock signal, and calculates the time difference between the trigger signal and the clock signal at each measurement time. Since the time difference of one clock cycle and the time difference of two clock cycles are calculated, and the accurate time difference between the trigger signal and the clock signal is calculated from these time differences, a signal with less jitter can be captured. Also, since calibration is performed every time jitter is measured,
It is possible to accurately measure the amount of jitter without adjustment, thereby realizing a digital oscilloscope or the like capable of stable waveform display and waveform measurement with little jitter.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す波形取り込み装置の概
略ブロック図、第2図は同装置における時間差測定回路
の回路図、第3図および第4図は同回路におけるタイミ
ングチャート、第5図は本発明の他の実施例に置ける時
間差測定回路の要部回路図、第6図は第5図と同様な要
部回路図、第7図は従来の波形取り込み装置における時
間差測定回路の概略ブロック図、第8図は第7図に示す
回路におけるタイミングチャートである。
1・・・前置増幅器、2・・・サンプルホールド、3・
・・A/D変換器、4・・・高速メモリ、5・・・メモ
リ、6・・・表示装置、7・・・トリガ判定回路、8・
・・アドレスカウンタ、9・・・クロック分局器、10
・・・時間差判定回路、11・・・クロック発生器、1
2・・・MPU。
13・・・RAM、14・・・ROM、15・・・Il
o、21.22・・・抵抗、23.27.28.29.
30・・・トランジスタ、24・・・コンデンサ、25
・・・FET126・・・ショットキーダイオード、3
1.32.33・・・定電流源、40.41・・・/<
ツファ、42・・・データセレクタ、43.44.45
・・・NORゲート、46・・・ANDゲート、47.
48.49.50・・・フリップフロップ、51・・・
制御回路、52・・・増幅器、53・・・A/D変換器
、54.55.56・・・レジスタ、57・・・MPU
システム。[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] Fig. 1 is a schematic block diagram of a waveform acquisition device showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram of a time difference measuring circuit in the same device, and Figs. 3 and 4 are the same. Timing chart in the circuit, FIG. 5 is a circuit diagram of the main part of a time difference measuring circuit in another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram of the main part similar to FIG. 5, and FIG. 7 is a conventional waveform capture FIG. 8 is a schematic block diagram of a time difference measuring circuit in the apparatus, and is a timing chart in the circuit shown in FIG. 7. 1... Preamplifier, 2... Sample hold, 3...
... A/D converter, 4... High-speed memory, 5... Memory, 6... Display device, 7... Trigger determination circuit, 8...
...Address counter, 9...Clock divider, 10
...Time difference determination circuit, 11...Clock generator, 1
2...MPU. 13...RAM, 14...ROM, 15...Il
o, 21.22... Resistance, 23.27.28.29.
30...Transistor, 24...Capacitor, 25
...FET126...Schottky diode, 3
1.32.33...constant current source, 40.41.../<
Tsufa, 42...Data selector, 43.44.45
...NOR gate, 46...AND gate, 47.
48.49.50...Flip-flop, 51...
Control circuit, 52...Amplifier, 53...A/D converter, 54.55.56...Register, 57...MPU
system.
Claims (1)
周期的アナログ入力信号を前記クロック信号によってデ
ジタル変換するアナログ/デジタル変換器と、デジタル
変換された前記入力信号を格納する第1メモリと、前記
第1メモリから転送された所定数の入力信号データを格
納する第2メモリと、前記入力信号を基準レベルと比較
してトリガ信号を発生するトリガ判定回路と、トリガ信
号の前縁とその次の次に発生したクロック信号の前縁間
の時間およびクロック信号1周期分の時間およびクロッ
ク信号2周期分の時間から前記トリガ信号前縁とその直
前のクロック信号前縁間に相当する時間を求める時間差
測定回路と、前記求められた時間を基に前記第1メモリ
に取り込まれた入力信号を前記トリガ信号を基準として
順次第2メモリに複数サイクル毎に取り込む手段とを備
えた波形取り込み装置。a clock generator that generates a clock signal with a predetermined period;
an analog/digital converter that digitally converts a periodic analog input signal using the clock signal; a first memory that stores the digitally converted input signal; and a predetermined number of input signal data transferred from the first memory. a second memory for storing information, a trigger determination circuit for generating a trigger signal by comparing the input signal with a reference level, and a time and clock between the leading edge of the trigger signal and the leading edge of the next clock signal generated next; a time difference measuring circuit that calculates the time corresponding to the leading edge of the trigger signal and the immediately preceding leading edge of the clock signal from the time corresponding to one cycle of the signal and the time corresponding to two cycles of the clock signal; A waveform capturing device comprising means for sequentially capturing an input signal captured in one memory into two memories every plural cycles with reference to the trigger signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19592189A JPH0359465A (en) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | Waveform input device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19592189A JPH0359465A (en) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | Waveform input device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0359465A true JPH0359465A (en) | 1991-03-14 |
Family
ID=16349198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19592189A Pending JPH0359465A (en) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | Waveform input device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0359465A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5934164A (en) * | 1982-07-29 | 1984-02-24 | テクトロニツクス・インコ−ポレイテツド | Corrugated take-in device |
JPS6025483A (en) * | 1983-07-22 | 1985-02-08 | Advantest Corp | Time measuring device |
JPS61239166A (en) * | 1985-04-16 | 1986-10-24 | Kikusui Denshi Kogyo Kk | Digital oscilloscope |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19592189A patent/JPH0359465A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5934164A (en) * | 1982-07-29 | 1984-02-24 | テクトロニツクス・インコ−ポレイテツド | Corrugated take-in device |
JPS6025483A (en) * | 1983-07-22 | 1985-02-08 | Advantest Corp | Time measuring device |
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